YJK与PKPM对比

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YJK与PKPM对比
YJK和PKPM计算之间的比较和差异
(内部培训材料,仅供学习参考)
YJK和SATWE都使用三维杆单元来计算梁和柱,使用壳单元来计算剪力墙和楼板(楼板或膜单元),它们在这方面是相同的然而,YJK 从SATWE不能满足当前工程需求的大量需求这一事实出发,采用了比SATWE更先进的机械有限元计算和分析技术。

机械有限元是一个不同于工程设计的技术领域。

YJK采用了当今该领域产生的大量先进技术,适用于
YJK的机械有限元核心计算,这是目前越来越复杂的工程计算。

在北京大学力学系陈普教授团队成果的基础上,陈普教授担任北京大学力学系系主任,是袁吴明教授SAP84团队的核心骨干。

他在国外做了十多年的博士后,在美国的CSI公司工作。

陈普教授在工程计算方面有着深厚的造诣,应该是中国静力和动力计算及求解方面的顶尖专家之一。

YJK机械有限元核心计算的改进如下:1 .采用该领域的大量先进技术,如
生死单元技术,实现一个模型的多重计算;合理应用偏心刚性区域、主从节点、协调不协调单元等技术(简称MPC),通过在指定的自由度和一个或多个自由度之间建立一定的关系,并在构件偏心处理、短梁与短墙的融合、刚性楼板、刚性连接、墙与墙的不协调关系等方面
加以应用,可以避免计算异常,提高计算稳定性,减少计算单元的数量。

在墙体单元的优化计算和精度、适应性、稳定性计算等方面都有了很大的改进。

局部振动鉴别以发现模型缺陷;有效质量系数自动达标算法:一种新的偶然偏心算法(瑞利-里兹投影反射光谱法);新的重力二阶效应算法等
2,它补充了SATWE
比例阻尼算法中缺少的许多功能:在计算地震作用时,混凝土结构和钢结构组成的混合结构可以根据不同的阻尼比进行计算。

根据应变能的加权平均值计算等效阻尼比,属于抗震规范第10.2.8条要求的“模态阻尼比法”。

地震作用计算采用里兹矢量法:Etabs、Midas等软件也提供了地震作用质量参与系数不易计算的情况,如大型多塔结构、大跨度体育场结构、大型平面结构、竖向地震作用计算等。

自定义节点约束和支撑信息:指定两个节点之间的约束关系和弹性刚度,并为结构不同部分之间的复杂连接指定支撑的弹簧刚度或强制位移;
规定了构件的施工顺序:根据Etabs、Midas等软件相似的功能模式,适应任何施工顺序,从而提高了伸臂桁架、混凝土核心筒和外钢框架、上部连接等复杂施工顺序结构的精确计算。

墙单元可以支撑面外荷载,解决了墙面外荷载的计算问题,如地下室外墙的水土压力计算。

3.与SATWE的主要区别是。

在计算偶然偏心率时,偏心率的计算方法是不同的YJK首先根据
“广东规则”的方法计算等效宽度,然后计算偏心率也就是说,对于正方形和矩形平面,ei=相应边长的5% ;对于其他形式的平面,ei=0.1732ri是优选的,ri是平行于地震作用方向的第一层平面的回转半径SATWE采用围绕平面图的矩形的相应宽度来计算偏心率。

重力二阶效应:几何刚度矩阵:SATWE不给出墙(即壳单元)的几何刚度矩阵,采用杆单元的几何刚度矩阵;YJK的一维杆件采用空间梁单元的几何刚度矩阵,可以考虑弯曲阴影
响应和杆件偏心的影响,剪力墙采用壳单元的几何刚度矩阵。

竖向工况下的应力状态:YJK采用竖向导向荷载的结果,SATWE直接取竖向构件的顶点质量。

温度荷载计算:SATWE在剪力墙处理及某些情况下有大偏差的异常现象;YJK的计算结果可以与Etabs和其他软件计算一致。

高层转换计算模型:SATWE采用刚度弦模型。

首先,将上部或下部结构的每一层的横向刚度倒置,以获得位移,然后求和。

然后,计算倒数以获得上部或下部结构的刚度,从而获得上部或下部结构的等效横向刚度比。

计算横向刚度时,不能考虑梁和框架柱的贡献。

根据“高标准”附录E.0.3,用单位力法计算YJK
刚性中心的计算:YJK根据受力刚性楼板的假设计算单层局部模型的刚性中心,可考虑梁、框架柱等各种构件;然而,SATWE只考虑竖向构件,对于框架柱等模型,计算误差较大。

中梁刚度放大系数:有次梁时计算跨度不同——YJK按主梁的梁跨计算,SATWE按次梁的跨度计算;当两侧板厚不同时,根据不同板厚的实际情况计算YJK,根据较薄的板厚计算SATWE。

网格划分:网格划分的质量对计算精度有很大影响。

YJK使用了大量的矩形网格,以避免因变形而降低精度。

YJK的计算能力大大提高,支持细分网格的精确分析。

例如短肢剪力墙、连梁等。

可以自动翻倍。

普通梁用
模拟的剪力墙连梁用壳单元计算:跨高比小于一定值(含4)的梁用壳单元计算YJK,用杆单元计算SATWE。

结果与实际结果相差很大,无法得到正确的内力结果。

用壳单元计算
199对扶壁式转换梁:用壳单元计算YJK对扶壁式转换梁,用杆单元计算SATWE。

结果与实际结果相差很大,无法得到正确的内力结果。

梁高差错列层计算:YJK遵循保持梁间错列层状态,用偏心刚域连接的计算模型;SATWE使用倾斜的梁重叠,导致梁产生不希望的轴向力。

梁与弹性板的连接:丫也可根据楼板中性轴与梁中心轴的垂直间隙,设置梁与板的偏心连接,符合实际工程情况;SATWE根据楼板中性轴与梁中心轴直接连接的模型计算,两者之间的偏心连接不能考虑。

有基底时地震质量参与系数的计算:有基底时,SATWE计算的地震质量参与系数一般要大得多。

当SATWE质量参与系数的计算结果达到99%时,通过不断增加计算的振型数,仍然可以获得明显增加的地震剪力,表明以前的99%是错误的
L、t形和其他异形截面杆件的计算:YJK可以得到与理论解一致的结
果,SATWE相差很大。

剪力墙框架柱:YJK使柱上的荷载由墙和柱分担,其结果与理论解一致。

SATWE经常给出框架柱计算的异常结果剪力墙配筋计算:TJK可以根据考虑翼缘的组合截面自动计算剪力墙边缘构件的配筋,而SATWE只需将剪力墙分成几个单肢墙段就可以单独设计剪力墙配筋,既不安全也不经济。

多向风:YJK可提供多向风荷载计算,以适应复杂的高层设计,SATWE只能根据0度和90度两种工况计算风荷载。

复杂空间结构:YJK提供了普通楼层建模下的三维空间建模方法,实现了规范要求的复杂结构、空间结构和普通楼层的联合计算;SATWE 只能为普通地板提供建模方法。

计算能力:YJK可支持64位操作系统,计算能力可达300万自由度,实现超高层、大型多塔、复杂空间结构的完整设计计算;SATWE只有200,000到300,000的计算能力。

自动信封设计:YJK提供一系列自动信封设计。

例如,多塔结构的配筋取各单塔结果和组合塔
结果中较大的值,少墙框架的框架部分的配筋取根据框架-剪力墙结构和框架结构计算的较大值,在计算楼梯时考虑楼梯模型和不考虑楼梯模型的较大值。

频繁地震的计算和中震(或大震)弹性或中震(或大震)不屈服的设计结果取大值等。

因此,这些规范显然需要难以手动完成的工作。

卫星没有这种功能。

时程分析:YJK的时程分析给出了各层的放大系数和反应谱结果,时程分析给出的各层的X、Y向放大系数可导入反应谱计算中;SATWE 需要手动查找反应谱结果的放大系数,只提供整栋建筑统一地震放大系数的计算。

4,不同的力学计算模型
目前高层建筑设计中使用的各种流行软件,它们的力学模型在主体上是相同的,即都采用三维杆单元和壳单元,如YJK、SATWE、Etabs、Midas、广厦等。

以前使用的TBSA和TAT,剪力墙采用薄壁柱计算模型,与SATWE属于不同的力学模型,但现在基本没有使用。

三维杆单元和壳单元都有理论解,而且这类软件的结果应该与理论解一致,也就是说,它们之间的计算结果应该一致,或者说,这些结果应该倾向于与各种软件的补充和改进相一致,否则在某些方面肯定会有一些问题。

世界各地的用户发现SATWE温度负荷的计算不正常,这可能是这方面的一个问题。

广东省高规范DBJ15-92-2013第 5.1.4 条:“梁、柱可用杆单元模拟,楼板可用膜单元模拟,剪力墙可用壳单元模拟。

”耦合梁可以用杆单元或壳单元模拟。

当连梁的跨高比小于2时,应采用壳单元进行模拟。

这个描述基本上概括了高层建筑计算的力学模型的现状本规程第5.1.14条规定:“对于体型复杂、结构布置复杂、
B级高度的高层建筑,应采用至少两个不同单元编制的结构分析软件进行整体计算,不同结构分析软件的弹性计算结果差异不应过大。

”这一要求用“不同单位编制的软件”来代替原来“不同机械模型的软件”的提法,更符合实际情况。

同时,它还指出‘它们之间弹性计算
结果的差异不应太大。


,另一方面,软件设计结果差异的原因主要是由于对机械模型应用的具体细节的不同处理造成的,如上文第3节提到的许多内容。

例如,剪力墙连梁和扶壁式转换梁的计算是基于壳单元和杆单元,重力二阶效应的计算,高层转换和刚性中心的计算模型不同,偶然偏心的范围不同等。

网格生成不是一个力学模型问题,但其单元尺寸和划分效果往往对计算结果有很大影响。

YJK的一个流行特性是它提供了与各种流行的结构计算软件的接口,包括PKPM、Etabs、乂14@$(双向接口)和Abaqus这种界面极大地方便了用户对各种计算软件进行比较,充分发挥各种软件的优势,达到互补的效果。

因此,使用YJK软件不仅可以得到自己的计算结果,还可以同时得到其他软件的计算结果。

附件
:YJK基础模块与JCCAD的区别:
1,冲切计算:计算内筒的冲切力,基础反力取有限元结果,而不是
平均基础反力;在柱墙
冲孔锥下不检查冲孔桩,冲孔考虑柱的冲孔比
2,沉降的二次计算(沉降计算考虑了不同类型基础之间的影响)所有基础类型可以用
模块同时计算,考虑了不同基础之间的相互影响3,支持桩筏、承台和防水板的协同设计
4,避免应力集中:网格自动均匀划分,避免狭长三角形网格元素引起的应力突变;当柱底
的集中力向下传递时,考虑柱底截面和基础厚度,按45度的应力扩散角,可以有效改善柱(墙)下条带的应力集中
5,计算规模大,效率高,平面节点数不受限制,体积不受限制。

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